醫(yī)院神經(jīng)外科MRI檢查診療常規(guī)

醫(yī)院神經(jīng)外科MRI檢查診療常規(guī)磁共振成像是利用原子核在磁場內(nèi)共振所產(chǎn)生信號經(jīng)重建成像的一種成像技術。磁共振是一種核物理現(xiàn)象。(一)MRI的成像基本原理與設備【磁共振(MRI)原理】含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在的氫原子核，其質(zhì)子有自旋運動，帶正電,產(chǎn)生磁矩，有如一個小磁體。小磁體自旋軸的排列無一定規(guī)律。但如在均勻的強磁場中，則小磁體的自旋軸將按磁場磁力線的方向重新排列。在這種狀態(tài)下，質(zhì)子帶正電荷，它們像地球一樣在不停地繞軸旋轉，并有自己的磁場。用特定頻率的射頻脈沖(radionfrequency,RF)進行激發(fā)，作為小磁體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發(fā)生了磁共振現(xiàn)象。停止發(fā)射射頻脈沖，則被激發(fā)的氫原子核把所吸收的能逐步釋放出來，其相位和能級都恢復到激發(fā)前的狀態(tài)。這一恢復過程稱為弛豫過程(relaxationprocess),而恢復到原來平衡狀態(tài)所需的時間則稱之為弛豫時間(relaxationtime)。有兩種弛豫時間，一種是自旋-晶格弛豫時間(spin-latticerelaxationtime)又稱縱向弛豫時間(longitudinalrelaxationtime)反映自旋核把吸收的能傳給周圍晶格所需要的時間，也是900射頻脈沖質(zhì)子由縱向磁化轉到橫向磁化之后再恢復到縱向磁化激發(fā)前狀態(tài)所需時間，稱Tlo另一種是自旋-自旋弛豫時間(spin-spinrelaxationtime),又稱橫向弛豫時間(transverserelaxationtime)反映橫向磁化衰減、喪失的過程，也即是橫向磁化所維持的時間，稱T2。T2衰減是由共振質(zhì)子之間相互磁化作用所引起，與兄不同，它引起相位的變化。人體不同器官的正常組織與病理組織的是相對固定的，而且它們之間有一定的差別，T2也是如此(表7Ta、b)o表7-1a人體正常與病變組織的T1值(ms)肝140-170腦膜瘤200-300胰180-200肝癌300-450腎300-340肝血管瘤340-370膽汁250-300胰腺癌275-400血液340-370腎癌400-450脂肪60-80肺膿腫400-500肌肉20-140膀胱癌200-240表77b正常項腦的T1與T2值（ms）組織T1T2月并月氐體38080腦橋44575延髓475100小腦58590大腦600100腦脊液1155145頭皮23560骨髓32080種組織間弛豫時間上的差別，是MRI的成像基礎。有如CT時，組織間吸收系數(shù)（CT值）差別是CT成像基礎的道理。但MRI不像CT只有一個參數(shù)，即吸收系數(shù)，而是有T,、T2和自旋核密度（P）等幾個參數(shù)，其中乃與乙尤為重要。因此，獲得選定層面中各種組織的（或T2）值，就可獲得該層面中包括各種組織影像的圖像。MRI的成像方法也與CT相似。有如把檢查層面分成NX,Ny,Nz……一定數(shù)量的小體積，即體素，用接收器收集信息，數(shù)字化后輸入計算機處理，獲得每個體素的T1值（或T2值），進行空間編碼。用轉換器將每個T值轉為模擬灰度，而重建圖像。[MRI檢查方法】MRI的成像系統(tǒng)包括MR信號產(chǎn)生和數(shù)據(jù)采集與處理及圖像顯示兩部分。MR信號的產(chǎn)生是來自大孔徑，具有三維空間編碼的MR波譜儀，而數(shù)據(jù)處理及圖像顯示部分，則與CT掃描裝置相似。MRI設備包括磁體、梯度線圈、供電部分、射頻發(fā)射器及MR信號接收器，這些部分負責MR信號產(chǎn)生、探測與編碼；模擬轉換器、計算機、磁盤與磁帶機等，則負責數(shù)據(jù)處理、圖像重建、顯示與存儲。磁體有常導型、超導型和永磁型三種，直接關系到磁場強度、均勻度和穩(wěn)定性，并影響MRI的圖像質(zhì)量。因此，非常重要。通常用磁體類型來說明MRI設備的類型。常導型的線圈用銅、鋁線繞成，磁場強度最高可達0.15-0.3T,超導型的線圈用鋁-鈦合金線繞成，磁場強度一般為0.35-2.0T,用液氨及液氮冷卻；永磁型的磁體由用磁性物質(zhì)制成的磁磚所組成，較重，磁場強度偏低，最高達0.3To梯度線圈，修改主磁場，產(chǎn)生梯度磁場。其磁場強度雖只有主磁場的幾百分之一。但梯度磁場為人體MR信號提供了空間定位的三維編碼的可能，梯度場由X、Y、Z三個梯度磁場線圈組成，并有驅(qū)動器以便在掃描過程中快速改變磁場的方向與強度，迅速完成三維編碼。射頻發(fā)射器與MR信號接收器為射頻系統(tǒng)，射頻發(fā)射器是為了產(chǎn)生臨床檢查目的不同的脈沖序列，以激發(fā)人體內(nèi)氫原子核產(chǎn)生MR信號。射頻發(fā)射器及射頻線圈很像一個短波發(fā)射臺及發(fā)射天線，向人體發(fā)射脈沖，人體內(nèi)氫原子核相當一臺收音機接收脈沖。脈沖停止發(fā)射后，人體氫原子核變成一個短波發(fā)射臺，而MR信號接受器則成為一臺收音機接收MR信號。脈沖序列發(fā)射完全在計算機控制之下。MRI設備中的數(shù)據(jù)采集、處理和圖像顯示，除圖像重建由Fourier變換代替了反投影以外，與CT設備非常相似。(二)MRI檢查技術MRI的掃描技術有別于CT掃描。不僅要橫斷面圖像，還常要矢狀面或(和)冠狀面圖像，還需獲得T1WI和T2WI。因此，需選擇適當?shù)拿}沖序列和掃描參數(shù)。常用多層面、多回波的自旋回波(spinecho,SE)技術。掃描時間參數(shù)有回波時間(echotime,TE)和脈沖重復間隔時間(repetitiontime,TR)0使用短TR和短TE可得T1WI,而用長TR和長TE可得T2WL時間以毫秒計。依TE的長短，T2WI又可分為重、中、輕三種。病變在不同T2WI中信號強度的變化，可以幫助判斷病變的性質(zhì)。例如，肝血管瘤T1W1呈低信號，在輕、中、重度T2W1上則呈高信號，且隨著加重程度，信號強度有遞增表現(xiàn)，即在重T2WI上其信號特強。肝細胞癌則不同，呈稍低信號，在輕、中度T2WI呈稍高信號，而重度T2WI上又略低于中度八肌的信號強度。再結合其他臨床影像學表現(xiàn)，不難將二者區(qū)分。MRI常用的SE脈沖序列，掃描時間和成像時間均較長，因此對患者的制動非常重要。采用呼吸門控和(或)呼吸補償、心電門控和周圍門控以及預飽和技術等，可以減少由于呼吸運動及血液流動所導致的呼吸偽影、血流偽影以及腦脊液波動偽影等的干擾，可以改善MRI的圖像質(zhì)量。為了克服MRI中SE脈沖序列成像速度慢、檢查時間長這一主要缺點，近年來先后開發(fā)了梯度回波脈沖序列、快速自旋回波脈沖序列等成像技術，已取得重大成果并廣泛應用于臨床。止匕外，還開發(fā)了脂肪抑制和水抑制技術，進一步增加MR信息.MRI另一新技術是磁共振血管造影(magneticresonanceangiography,MRA)血管中流動的血液出現(xiàn)流空現(xiàn)象。它的MR信號強度取決于流速，流動快的血液常呈低信號。因此，在流動的血液及相鄰組織之間有顯著的對比，從而提供了MRA的可能性。目前已應用于大、中血管病變的診斷，并在不斷改善。MRA不需穿刺血管和注人造影劑，有很好的應用前景。MRA還可用于測量血流速度和觀察其特征。MRI也可行造影增強，即從靜脈注人能使質(zhì)子弛豫時間縮短的順磁性物質(zhì)作為造影劑,以行MRI造影增強。常用的造影劑為扎一二乙三胺五醋酸(Gadolinium-DTPA,Gd-DTRA)o這種造影劑不能通過完整的血腦屏障，不被胃粘膜吸收，完全處于細胞外間隙內(nèi)以及無特殊靶器官分布，有利于鑒別腫瘤和非腫瘤的病變。中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRI做造影增強時，病灶增強與否及增強程度與病灶血供的多少和血腦屏障破壞的程度密切相關，因此有利于中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷?；贛RI對血流擴散和灌注的研究，可以早期發(fā)現(xiàn)腦缺血性改變。帶有心臟起搏器的人需遠離MRI設備。體內(nèi)有金屬7植入物，如金屬夾(但鈦例外)，不僅影響MRI的圖像，還可對患者造成嚴重后果，也不能進行MRI檢查，應當注意。[MRI圖像特點】1、灰階成像具有一定T1差別的各種組織，包括正常與病變組織，轉為模擬灰度的黑白影，則可使器官及其病變成像。MRI所顯示的解剖結構非常逼真，在良好清晰的解剖背景上，再顯出病變影像，使得病變同解剖結構的關系更明確。值得注意的是，MRI的影像雖然也以不同灰度顯示，但反映的是MR信號強度的不同或弛豫時間T,與凡的長短，而不像CT圖像，灰度反映的是組織密度。MRI的圖像如主要反映組織間T1特征參數(shù)時,為加權象(Tlw像ghtedimage,T1WI),它反映的是組織間的差別。如主要反映組織間T2特征參數(shù)時，則為T2加權像(T2weigh-tedimage,T2WI)。因此，一個層面可有T1W1和T2WI兩種掃描成像方法。分別獲得T1WI與T2WI有助于顯示正常組織與病變組織。正常組織，如腦神經(jīng)各種軟組織間義差別明顯，所以有利于觀察解剖結構，而T2WI則對顯示病變組織較好。在T1WI上，脂肪T1短，MR信號強，影像白；腦與肌肉T1居中，影像灰；腦脊液T1長；骨與空氣含氫量少，MR信號弱，影像黑。在八朋上，則與不同，例如腦脊液T2長，MR信號強而呈白影。表7-2是列舉幾種組織在T1WI和T2WI上的灰度。表7-2人體不同組織T1W1和T2W1上的灰度腦白質(zhì)腦灰質(zhì)腦脊液脂肪骨皮質(zhì)骨髓質(zhì)腦膜T2WI白灰里八、、白里八、、白里八、、T2WI白灰白白灰里八、、灰里八、、2、流空效應心血管的血液由于流動迅速，使發(fā)射MR信號的氫原子核離開接收范圍之外，所以測不到MR信號，在中均呈黑影，這就是流空效應(flowingVoid)o這一效應使心腔和血管顯影，是CT所不能比擬的。3、三維成像MRI可獲得人體橫面、冠狀面、矢狀面及任何方向斷面的圖像，有利于病變的三維定位。一般CT則難以做到直接三維顯示，需采用重建的方法才能獲得狀面或矢狀面圖像以及三維重建立體像。[MRI分析與診斷】觀察前，要先了解MRI設備的類型、磁場強度和掃描技術條件，如TR與TE的長短，因為它們直接影響圖像的對比度，還有助于分辨T1W1和T2W1O觀察MRI時，需要對每幀圖像進行分析，要結合冠狀面、矢狀面和橫斷面圖像進行觀察，以便獲得立體的概念，便于對病變位置乃至起源作出判斷。要結合T1W1和T2W1,尤其對輕重不同的T2W1進行分析，因為比較兩個加權像上病變的信號強度變化，有助于對病變性質(zhì)的判斷。MRI顯示解剖結構清晰而逼真，可很好地觀察器官大小、形狀和位置等方面的情況，所以，引起器官形態(tài)變化的疾病有可能作出診斷。在良好的解剖背景上顯示病變是MRI診斷的突出優(yōu)點。在觀察病變時需注意病變的位置、大小、形狀、邊緣輪廓和同有關器官的關系等，還要觀察病變乃、凡的長短或MR信號的強弱與均勻性，因為這有助于病變性質(zhì)的判斷。例如腦水腫表現(xiàn)為長T1、長T2,多數(shù)腦瘤為長T1、長T2,含脂類病變表現(xiàn)為短T1和不同程度的長T2。血管由于流空效應而顯影，故可分析病變同血管的關系?！緞討B(tài)MRI]動態(tài)MRI是在持續(xù)注射增強劑的同時進行MRI檢查的方法，可以提高垂體微腺瘤的檢出率。垂體微腺瘤在MRI上表現(xiàn)垂體內(nèi)部的低信號，由于垂體前葉組織的血運較垂體微腺瘤的血運豐富，所以垂體前葉的增強早于垂體微腺瘤，而垂體微腺瘤的信號與組織的灌注、細胞外空間大小以及增強劑的穿透性有關。普通增強MRI是在注射增強劑以后進行掃描，不能捕捉到垂體微腺瘤與垂體組織增強的時間差，而動態(tài)MRI是在持續(xù)注射增強劑的同時掃描，能顯示出這一時間差。垂體組織開始增強的時間是注射增強劑后的1分鐘。垂體微腺瘤在普通平掃MRI的陽性發(fā)現(xiàn)率在60%,增強MRI掃描可以提高垂體微腺瘤的陽性發(fā)現(xiàn)率5%-10%,而動態(tài)MRI可提高陽性發(fā)現(xiàn)率約5%-20%,使垂體微腺瘤的MRI陽性發(fā)現(xiàn)率達到80%-90%0在分析垂體微腺瘤的動態(tài)MRI圖像時，應注意垂體病變和周圍垂體組織增強的差異性，低信號病灶的均勻程度，以及病灶邊界的清晰程度。以便術中能更準確地發(fā)現(xiàn)病變。由于病變較小，當垂體微腺瘤位于垂體前葉中央或靠近中央時，病變往往為圓形或橢圓形，而當病變位于垂體前葉的側方時，病變多表現(xiàn)為與周圍相適應的不規(guī)則形狀，如靠近海綿竇時，出現(xiàn)三角形。（三）腦功能磁共振技術【磁共振波譜】磁共振波譜（magneticresonancespectros-copy,MRS）是一種利用核磁共振現(xiàn)象和化學位移作用，進行特定原子核定量分析的方法。其基本原理與磁共振成像（MRI）一致?；瘜W位移和自旋耦合現(xiàn)象使含有同一種原子核的不同化合物中的不同分子集團在頻率軸的不同位置被分別表示出來，它們構成了波譜的精細結構，而分析這些波譜的特征、變化和相互關系等，據(jù)此推測人體的病理生理信息，構成了醫(yī)學波譜分析的主要內(nèi)容。MRS是一種無創(chuàng)性的新型腦功能影像學檢查方法。目前，利用MRS已經(jīng)對多種原子核進行過測定，并已逐漸在臨床上取得了一定進展。其中，應用最多的是1H和31P。MRS在腦功能研究方面主要應用于：癲癇灶的定位、腦卒中、腦腫瘤、出血、創(chuàng)傷、白質(zhì)病變、感染性疾病、AIDS、新生兒腦病、代謝及系統(tǒng)性疾病、精神神經(jīng)性疾病等。該技術尚存在操作時間長、空間定位方法待改進、數(shù)據(jù)后處理復雜等缺點，并且，譜線變化的意義也有待進一步深入探討。因此，我們相信，這種新興的磁共振檢查項目與傳統(tǒng)磁共振影像相結合，將顯示巨大的發(fā)展?jié)摿?。【磁共振彌散成像技術】磁共振彌散成像技術是增加采集方向，克服成像結構內(nèi)的水各向異性擴散特征的成像方法，是目前在活體上測量水分子彌散運動與成像的惟一方法，最常用的MRI彌散成像技術主要包括彌散加權成像（DWI）和彌散張量成像（DTI）ODWI成像速度快，圖像信噪比高，其對早期和超早期腦梗塞的診斷價值已得到充分肯定。DWI結合MRS可對顱內(nèi)腫瘤性病變和非腫瘤性病變進行鑒別診斷，同時能夠指導腦內(nèi)腫瘤的分級。此外，DWI對鑒別良、惡性腦膜瘤也有一定的價值，還可對腦腫瘤治療后是否存在腫瘤殘留或復發(fā)進行評價判斷。DTI目前主要用于腦白質(zhì)束成像。由于采集方向增加和分辨力提高，可獲得三維的白質(zhì)束圖像。DTI可了解正常人白質(zhì)纖維束隨年齡變化的特點，以及病變造成的白質(zhì)纖維束受壓、移位、變形、浸潤與破壞。對腦白質(zhì)營養(yǎng)不良及脫髓鞘病變、外傷后記憶喪失、腦梗死后